Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ РЕЛЬЕФА И УДОБРЕНИЙ НА ПЛОДОРОДИЕ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ РЕЛЬЕФА И УДОБРЕНИЙ НА ПЛОДОРОДИЕ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ"

Ц-553^0

На правах рукописи

ВЛИЯНИЕ РЕЛЬЕФА И УДОБРЕНИЙ НА ПЛОДОРОДИЕ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ

06.0 Ш — агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учСной степени кандидата сельскохозяйственных наук

п. Персиановскнй - 2004

Работа выполнена в Донском государственном аграрном университете

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Агафонов Е.В.

доктор сельскохозяйственных наук Лабынцсв А.В.

кандидат сельскохозяйственных наук Богачев А.Н.

Ростовский государственный университет

Защита состоится СЬЛлр^ч2004 г. в часов на заседании

диссертационного совета К 120.028.01 при Донском государственном аграрном университете по адресу: 346 493, п. Персиановский, Донской госагроуниверситет

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Донского госагроуниверснтета

Автореферат разослан ХЪ 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат с.-х. наук, доцент

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущее предприятие;

Ефремов В.А.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Диспаритет цен на промышленную И сельскохозяйственную продукцию привел к падению уровня применения минеральных удобрений на 1 га пашни в Ростовской области с 1990 по 2000 гг. в 16 раз, органических - в 9 раз. В связи с этим большая часть урожая сельскохозяйственных культур формируется за счет естественного плодородия почвы. В связи с дефицитом удобрений актуальной является проблема максимального учета факторов, определяющих условия питания сельскохозяйственных культур и эффективность удобрений.

Существенное влияние на плодородие почвы и, следовательно, на урожай, оказывает рельеф. В Ростовской области 60% пашни расположено на склонах различной крутизны. Поэтому представляет интерес изучение влияния рельефа на плодородие почвы, продуктивность посева второй по значению в области зерновой культуры - ярового ячменя и эффективность минеральных удобрений. До настоящего времени этот аспект применения удобрений остается малоизученным.

Цель н задачи исследований. Целью проведенных в 2000-2002 гг. исследований Являлось изучение пространственного варьирования эффективного плодородия чернозема обыкновенного в склоновых ландшафтах, его влияния на продуктивность ярового ячменя и эффект от подкормок минеральными удобрениями.

Для достижения цели настоящей работы предусматривалось решение следующих основных задач:

Изучить водный и пищевой режимы почвы под ячменем в течение вегетации и варьирование параметров эффективного плодородия в различных микроландшафтах в зависимости от рельефа и удобрений.

Установить зависимость урожайности ячменя, его качества и эффективности удобрений от условий рельефа,

- Установить зависимость продуктов и

эффективности удобрений от уровня обеспеченности почвы влагой и основными элементами питания в различные периоды развития растений.

- Определить экономическую эффективность возделывания ячменя в склоновых ландшафтах при разных уровнях минерального питания.

Разработать дифференцированную систему удобрения ярового ячменя на черноземе обыкновенном, основанную на учете пространственного варьирования показателей эффективного плодородия почвы склоновых ландшафтов.

Научная новизна. Научная новизна проведенных исследований заключается в следующем:

Установлено существенное варьирование по элементам рельефа влагообеспеченности и содержания элементов питания в черноземе обыкновенном.

- Изучена зависимость продуктивности ярового ячменя и качества зерна от расположения посева в рельефе и обеспеченности почвы влагой и нитратным азотом на ранних этапах развития растений.

- Разработана дифференцированная система применения азотных удобрений под яровой ячмень, возделываемый на кормовые цели.

Практическая значимость. Рекомендована дифференцированная система применения минеральных удобрений под яровой ячмень на черноземе обыкновенном, учитывающая экспозицию склона поля и расположение участка на склоне, которая обеспечивает повышение эффективности удобрений при существенной их экономии.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на ежегодных научных конференциях ДонГАУ в 2001-2003 гг., результаты исследований опубликованы в сборниках трудов ДонГАУ, сборниках материалов и тезисов международных, всероссийских и региональных конференций, в центральной печати.

Публикация результатов исследований. Результаты исследований опубликованы в 13 печатных работах.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 10 глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на 223 страницах машинописного текста, включает 39 рисунков, 44 таблиц и 48 приложений. Список литературы включает 178 источников, аз которых 7 - иностранных.

2. МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

В 2000-2002 гг. были проведены полевые эксперименты с яровым ячменем на производственных посевах в севообороте №2 учебно-опытного хозяйства «Донское» ДонГАУ. Опьггы были размешены на полях, имею* щнх склоны северной и южной экспозиции с уклоном до 2 е, Почва опытного участка - чернозем обыкновенный средне мощный карбонатный (се* вероприазовский) с содержанием гумуса в пахотном слое 3,6-3,7%, pH -7,1-7,4; суммой обменных оснований 38-40 мг.-экв./100 г почвы; содержанием валовых форм N - 0,18-0,20; PjOj - 0,16-0.17; К:0 - 2,3-2,4%.

Технология возделывания культуры - общепринятая для зоны. В опыте высевался районированный в Ростовской области сорт ярового ячменя - «Одесский 100», репродукция - элита. Предшественник - кукуруза на зерно. Повторность опыта - четырехкратная. Площадь опытной делянки-72 м1 (3,6 х20 м).

В опыте были использованы следующие удобрения: аммофос (N -12% д.в., РгОа - 50%), аммиачная селитра (N - 34,6% д.в.), калий-электролит (КгО - 42% д.в.). Фоном в опыте служило прнпосевное внесение 100 кг/га аммофоса (NuPjo). Прикорневая подкормка осуществлялась сеялкой С3-3,б в фазу 2-3 листьев поперек посева в трансверсальном направлении. Полная схема опыта приведена в табл. 2. Закладка опытов, проведение наблюдений и учетов в течение вегетации осуществлялись согласно методикам полевых опытов с удобрениями (С.В. Щерба, Ф.А. Юдин, 1975; ФА. Юдин, 1980).

Исследования проводились полевым и лабораторным методами с использованием следующих методик: отбор проб почвы - ГОСТ 28168-89; общие требования к проведению анализов - ГОСТ 29269-91; влажность почвы - ГОСТ 28268-89; расчет продуктивной влаги с учетом влажности устойчивого завядания растений ярового ячменя - по Е.В. Агафонову (1992); нитратный азот в почве - ГОСТ 26951-86; подвижные формы фосфора и калия в почве - ГОСТ 26205-91; влага в растительных образцах -ГОСТ 29305-92; азот в растительных образцах - ГОСТ 134964-84; фосфор в растительных образцах - ГОСТ 26657-98; калий в растительных образцах - «Руководство по анализам кормов». (ЦИНАО. М,: Колос, 1982); масса 1000 семян - ГОСТ 18842 - 89; экономическая эффективность - по Баранову H.H., 1966; математическая обработка полученных результатов -путем вариационного, дисперсионного и корреляционного анализов по Б.А. Доснехову (1985) с использованием ПЭВМ. Химические анализы почвенных и растительных образцов выполнены на кафедре агрохимии, почвоведения и зашиты растений ДонГАУ, в ГЦАС «Ростовский».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

з.1. Динамика применения удобрений под полевые культуры и баланс

биогенных элементов в Ростовской области в 1990-2002 годах Урожайность зерновых культур в конце прошедшего десятилетия в Ростовской области сократилась на 40% по сравнению с началом 90-х годов (рис. 1). Основная причина этого - резкое сокращение применения органических и минеральных удобрений в начале 90-Х годов. Если в 1990 г. с удобрениями было внесено на 1 га пашни 120 кгЫРК, из них 63% - с минеральными удобрениями, то в 1999 г. в области вносилось 0,4 т/га навоза и около 5 кг/га пашни минеральных удобрений по действующему вешеству. Несмотря на снижение урожайности полевых культур в этом десятилетии,

и, следовательно, выноса элементов питания, дефицит баланса NPK (в среднем) устойчиво повышался с 39,6 кг/га в 199t г. до 83,5 кг/гав2000г.

Урожайность

Внесение минеральных удобрений, кг

зерновых культур, и/га

30 т

-О- Урожайность

50

25 --

40

20 ■-

-- 30

20

15 -

-- 10

10

о

1991г. 1993 г. 1995 г. 1997г. 1999г. 2000г. 2001г. 2002 г. Рис. 1. Динамика урожайности зерновых культур и применения минеральных удобрений в Ростовской области, 1991-2002 гг.

В начале текущего десятилетия отмечен рост урожайности зерновых и других культур. Кривая изменений урожайности зерновых культур очень близка к кривой изменения количества применяемых минеральных удобрений. За десятилетний период с 1993 по 2002 гг. урожай зерновых культур более чем на 90% (г=0,963±0,121) определялся уровнем применения минеральных удобрений. Несомненно, что дальнейший рост продуктивности пашни в Ростовской области в ближайшее время будет связан с улучшением минерального питания растений. Однако совершенно очевидно, что рост применения удобрений значительно отстает от темпов увеличения урожайности.

В этой ситуации на передний план выходят вопросы наиболее рационального применения минеральных удобрений, которое бы обеспечило оплату каждого килограмма д.в. удобрений 12-15 кг зерна и выше. Один из

в

путей решения этой проблемы - разработка дифференцированных систем удобрения полевых культур, опирающихся на учет варьирования плодородия почвы в агроландшафтах со сложным рельефом. В Ростовской области это направление особенно важно, поскольку 60% пашни расположено на землях, имеющих уклон 0,5 и более градусов (Агафонов ЕЛ., Полуэк-тов Е.В., 1999). Еще выше доля склоновых земель в центральной, северозападной, северо-восточной и северной агроклиматических зонах области,

3.2. Влияние рельефа и удобрений на динамику продуктивной влаги и элементов лнтання в почве под яровым ячменей

В период от посева до образования 2-3 листьев влагообеспечеиность почвы в среднем за годы исследований превышала 100 мм (рис. 2). Преимущество северного склона над южным составляло в этот период в среднем 7 мм. На средней и нижней частях северного склона оно перед посевом достигало 8,2-10,7 мм. В верхних частях склонов обеих экспозиций количество влаги в почве было практически одинаковым. На северном склоне более выражено преимущество во влагообеспеченности ниже расположенных участков склона по сравнению с верхними. Оно составляло №3*14,5 мм, различия по влагообеспеченности частей южного склона находились в пределах 5,4-7,2 мм. Интенсивность потребления влаги посевом ячменя на склоне северной ориентации в течение первой половины вегетации была выше, чем на южном. В последующем более интенсивное уменьшение запаса влаги отмечено на делянках склона южной ориентации, по-видимому, в связи с большим испарением с поверхности почвы и повышенной транспи-рацией вследствие более интенсивного солнечного облучения.

Прикорневая подкормка ячменя способствовала увеличению потребления влаги посевом и снижению влажности почвы на 6-10 мм во все периоды развития растений. В динамике изменения влажности почвы в течение вегетации на вариантах с повышенной обеспеченностью элементами питания прослеживаются те же тенденции, что и на фоновых.

Склон северной экспозиции

Склон южной экспозиции

Посса

2-3 лит (Сушение Выход 1 Копошение Пдовы трубку «Гв10С1Ь

ШЖЗ Верхняя часть склона, фон I

Посев

2-Э листа Кущешге Выхдк« Колошение Полни трубку «июль

3 Средняя часть склона, фон ■■■Нижняя часть склона, фон

►-Верхняя часть склона, N50 —Средняя часть склона,N50 -♦-Нижняя часть склона, N50

Рис. 2. Динамика продуктивной влаги в слое почвы 0-100 см под ячменем. Среднее за 2000-2002 гг.

Распределение нитратного азота в почве склонов северной и южной экспозиции на ранних стадиях развития растений ячменя имело аналогичную, но более выраженную картину, чем продуктивной влаги (рис. 3).

В среднем за три года преимущество склона северной экспозиции по сравнению с южной по содержанию нитратного азота в почве проявилось, только перед посевом и только в нижней части склона. Здесь на северном склоне в почве было на 17,3 кг/га нитратов больше, чем на южном.

В дальнейшем различия между склонами по этому признаку были выражены слабо. Запас N-N0^ до фазы кущения, как правило, был больше в нижней части склона. В последующем различия становятся минимальными, а к полкой спелости ячменя нитратов здесь даже несколько меньше, чем выше по склону. Это обстоятельство связано с повышенным потреблением азота растениями, развивающимися в более благоприятных условиях.

Анализ динамики обеспеченности почвы нитратным азотом на каждой части склока в среднем по двум экспозициям показывает, что до фазы кущения преимущество нижних частей склонов по сравнению с верхними и средними несомненно и достигает 20-28 кг/га, В дальнейшем различия незначительны и неопределенны. Между средней и верхней частью склона они имеют такой характер в течение всей вегетации.

При внесении азотной подкормки (Н^) повышение обеспеченности почвы нитратным азотом по сравнению с фоном составляет 13,2-14,7 кг/га и сохраняется ло фазы колошения на северном склоне и до фазы выход в трубку - на южном, равно как и преимущество нижних частей склонов по сравнению с верхними. На этих вариантах в целом по склону северной экспозиции нитратного азота в течение всей вегетации было на 3-3 кг/га больше, чем на противоположном склоне. Разница была максимальной в фазу колошения.

Ппсс» 2-3 листа Кушсн«

Цыход в Кол ошейке Патан трубку спелость

Посег 2-3 лисп Кувкикг

Выход в Копошение Полна* Трубку СИ«0СТ1.

ШЗ Верхняя часть склона, фон 1_1 Средняя часть склона, фон ■■■ Нижняя часть склона, фон

—Верхняя часть склона. N50 -о- Средняя часть склона, N50 —Нижняя часть склона, N50 Рис. 3. Динамика нитратного азота в слое почвы 0-60 см под ячменем. Сред нее за 2000-2002 гг.

На вариантах без проведения азотной подкормки в фазу кущения дозой 50 кг/га в динамике изменений запаса N-N0^ в 60-сантиметровом слое почвы в среднем по всем частям склонов северной и южной экспозиций существенных различий нет. При внесении азотных удобрений в подкормку преимущество нижней части склона постепенно ослабевает до фазы колошения растений. На последнем этапе вегетации ячменя падение содержания нитратного азота в почве нижней части склона проявляется сильнее, чем на остальных элементах рельефа.

Содержание подвижного фосфора в почве опытных участков во все годы исследований находилось в пределах средней обеспеченности (рис. 4). Наиболее отчетливо проявилась тенденция увеличения обеспеченности фосфором при продвижении вниз по склону. Она характерна для склонов обеих экспозиций в течение всей вегетации. Нижняя часть склона отличалась большим содержанием подвижного фосфора н при дополнительном внесении фосфорных удобрений. Преимущество средней части склона по сравнению с прнводораздельной устойчиво проявлялось лишь до фазы выход в трубку. В дальнейшем четкой тенденции не просматривалось.

Существенно увеличивалась подвижность фосфорных соединений почвы при внесении 100 кг/га аммофоса при посеве ячменя - в среднем на 4,5 мг/кг почвы. В дальнейшем на северном склоне падение Кривой обеспеченности почвы фосфором выражено слабее, чем на южном. На вариантах с фосфорной подкормкой ячменя преимущество северного склона по сравнению с южным проявлялось еще более заметно, причем разница в течение вегетации увеличивалась.

В целом за все годы исследований обеспеченность обменным калием почвы опытного участка находилась на среднем уровне. Различия по этому показателю между всеми элементами рельефа выражены слабо. Так, почва северного склона была несколько больше обеспечена обменным калием, чем южного. По участкам склонов можно отметить тенденцию увеличения обеспеченности почвы КгО перед посевом при продвижении вниз

Склсж северной экспозиции

Склон южной экспозиции

Посев 2-3 листа Кущение Вихол к Колошение Полни Носе* 2-3 листа Кущение Выход > Колошекие Полны

тдбку спетость трубку спетость

ЕЕЕЭ Верхняя часть склона, фон I_1 Средняя часть склона, фон ■■■ Нижняя часть склона, фон

—Верхняя часть склона, Р50 —О—Средняя часть склона, Р50 —Нижняя часть склона, Р50

Рис. 4. Динамика подвижного фосфора в слое почвы (МО см под ячменем.

Среднее за 2000-2002 гг.

по южному склону. Однако эта тенденция во все годы была статистически недостоверной. Более высокая обеспеченность аккумулятивной части северного склона по сравнению с остальными отмечалась от фазы кущения до конца вегетации. По-видимому, при большей влажности почвы равновесие между необменной и обменно фиксированной формами калия больше сдвигается в сторону последнего.

I

33. Влияние удобрений на урожайность ячменя и качество зерна Урожай зерна ячменя на северном склоке в среднем за 3 года исследований находился в пределах 2,55-4,77 т/га (табл. 1).

Таблица 1

Влияние рельефа северного склона и минеральных удобрений на урожайность зерна ярового ячменя, т/га. Среднее за 2000-2002 гг.

Вариант опыта часть склока Прибавка к фону на част склона

верхняя средняя нижняя верхней средней | нижней I

т/га % т/га % т/га %

Фон 2,55 3,11 3.59

м« 3,58 4,17 4,77 1,03 40,4 1,06 мл 1,18 32£

М5(> 4,33* 4,47 4,64 1,78 т 136 43,7 1,05 29,2

4,63 4,63 4,77 2£8 81£ 1,52 48,9 1,18 32£

М50Рз„К*> 4,54 4,75 4,74 1,99 78$ 1,64 52,7 1,15 32,0

НСР05 части склона 0,23

НСР<» удобрений 0,26

НСРоз частных различий 0,57

Аккумулятивный микроландшафт превосходил по этому показателю верхний на 40,8%. Подкормка растений 25 кг/га д.в, азотных удобрений было одинаково эффективна во всех микроландшафтах: продуктивность посева повысилась на 1,03-1,13 т/га. Действие удвоения дозы аммиачной

селитры зависело от местоположения посева в рельефе. В нижней части склона улучшение азотного питания растений не повлияло на урожай зерна, в транзитном микролакдшафте урожай повысился на 0,3 т/га (6,7%), в верхней части склона-на 0,75 т/га (20,9%).

На вариантах с внесением удобрений действие рельефа на продуктивность посева в значительной степени нивелировалось. Минимальная вариабельность урожая ячменя отмечена при внесении максимальной дозы азотных, а также комплексных удобрений. Эффективность фосфорных удобрений зависела от обеспеченности почвы этим элементом питания, которая также определялась условиями рельефа. Наибольшая прибавка урожая получена при содержании Р^О; в почве около 20 мг/кг. Повышение обеспеченности почвы фосфором до 22-23 мг/кг при продвижении вниз по склону снижало действие макроэлемента на урожай - прибавка 0,160,13 т/га. Калий на склоне северной экспозиции эффекта не дал.

В среднем за 2001-2002 сельскохозяйственные годы проявились те же тенденции, что и за 3 года (табл. 2). Общий уровень урожайности по всем вариантам при сравнении данных за 2 и 3 года очень близок. Урожай ячменя на южном склоне был ниже, чем на северном, вследствие менее благоприятной динамики параметров эффективного плодородия почвы. В верхней и средней частях южного склона урожайность зерна на вариантах без удобрений практически не различалась. Азот в дозе N1;, внесенный перед кущением, во всех микроландшафтах дал одинаковый эффект. Азотная подкормка в максимальной дозе также обеспечила равное повышение урожайности. Как и на противоположном склоне, увеличение урожая при внесении фосфорных и фосфорно-калийных удобрений носило характер тенденции. Тем не менее, максимальная продуктивность ячменя отмечена в верхней и нижней частях склона именно при внесении ИР, а на транзитном участке рельефа максимум урожайности был на варианте с полным удобрением.

Таблица 2

Влияние рельефа н минеральных удобрений на урожай зерна ярового ячменя. Среднее за 2001-2002 с.-х. годы

Экспозиция, часть склона

Вариант опыта северная южная

верхняя средняя нижняя верхняя средняя нижняя

Фон 2,40 3,11 3,44 2,17 2,28 2,46

N35 3,63 4,10 4,73 3,15 3,18 3,39

N50 4,19 4,29 4,50 3,61 3,64 3,85

Ыя>Рм 4,46 4,38 4,61 3,82 3,78 4,05

4,38 4,61 4,55 3,61 3,87 3,89

НСРо; ЭКСПОЗИЦИИ 0,16

НСРм части склона 0.22

НСР« удобрений 0,27

НСРм частных различий 0,69

В верхней части склона в среднем по двум экспозициям просматривается увеличение действия от удобрений при повышении дозы азота и добавлении к ней фосфора. В Транзитном микроландшафте эффект от этих изменений слабее, но проявляется положительное влияние калия. В нижней части склона в целом по обеим экспозициям фактически только внесение Дало существенный результат, а увеличение дозы азота и количества элементов питания в подкормке было неоправданным.

Наиболее полно условия азотного питания растений отражает показатель К-5о1уеП - сумма нитратного азота почвы и удобрений перед их внесением. Тесные зависимости получены при анализе влияния на урожай содержания продуктивной влаги и М-эоКей в фазу 2-3 листьев. Следовательно, эффективное плодородие почвы в этот период может быть использовано для диагностики условий корневого питания растений ячменя. При содержании продуктивной влага в метровом профиле почвы менее 100 мм в фазу

2-3 листьев зависим ость урожайности ячменя от уровня азотного питания на склонах обеих экспозиций носила линейный характер и описывалась уравнениями регрессии у = 0,037х + 0,227 на северном и у = 0,014х + 1,114 - на южном. При обеспеченности почвы влагой в этот же срок свыше 100 мм зависимость урожая ячменя от Ы-БоЬе^ была криволинейной (рис. 5), Отмечено, что оптимум этого показателя на склоне северной экспозиции достигается при 150 кг/га азота. На южном - 170 кг/га. Урожайность зерна ячменя на южном склоне на 70% обусловлена уровнем И-5о1уеЛ в фазу 2-3 листьев (г«*у=0,834). На северном склоне эта зависимость выражена слабее - гы«у=0,7б7. Кривая зависимости урожая ячменя от №$о1уе11 нарастает более быстрыми темпами иа южном склоне по сравнению с северным. Возможно, такая картина обусловлена различием условий минерализации органического вещества и нитрификации в почве различных склонов. На склоне северной ориентации более высокая влажность почвы в течение вегетации создавала благоприятные условия для нитрификации, в связи с чем оптимум Ы-яоКеП здесь ниже и в целом отзывчивость посева на улучшение условий азотного литания хуже.

Зерно ячменя с более высокими кормовыми достоинствами в среднем за 2 года исследований получено на склоне южной экспозиции (табл. 3). На фоновых вариантах здесь белковость зерна в среднем была на 0,8% выше, чем на северном склоке. Местоположение посева на склоне оказало меньшее влияние на этом показатель. В большей степени повыше* нию белковости зерна способствовали азотные удобрения. Эффект от фосфорных удобрений не превышал на всех элементах рельефа 0,2%. Применение калия способствовало некоторому снижению количества сырого протеина на всех элементах рельефа. Наибольшая белковость зерна получена в аккумулятивном микроландшафте на варианте ЫюР», в среднем по склонам северной и южной экспозиций -15,9%.

О 50 100 150 200 250

Сумма азота почвы и удобрений, кг/га • северный склон * южный склон Рис. 5. Зависимость урожайности ячменя от суммы азота почвы и удобрений при влагобсспсченности слоя почвы О 100 см свыше 100 мм в фазу 2-3 листьев в 2000-2002 гг.

Таблица 3

Влияние рельефа и минеральных удобрений на содержание сырого протеина в зерне ярового ячменя, %. Среднее за 2001-2002 гг.

Вариант опыта Экспозиция, часть склона

северная южная

верхняя средняя нижняя верхняя средняя нижняя

Фон 13,5 13,5 13,4 13,8 14,0 14,1

Nu 14,0 13,7 14,0 14,3 14,7 15,0

N50 14,6 14,7 15,3 15,3 15,7 16,0

NjoPSO 14,8 14,9 15,3 15,4 15,7 16,4

n»p»k50 14,5 14,4 14,9 15,3 15,5 ! 16,2

В среднем за 2001-2002 гг. сбор сырого протеина был выше на склоне северной ориентации (табл. 4). Применение азота в миннмальной дозе было высокоэффективным на обоих склонах. Удвоение дозы азота способствовало дальнейшему существенному росту белковой продуктивности посева. Подкормка посева фосфором на фоне азота дала примерно одинаковый эффект на обоих склонах. В среднем по сбор протеина увеличился на 27 кг/га. Четкой картины изменения эффекта от фосфорных удобрений при продвижении вниз по склонам обеих экспозиций не наблюдалось. Действие калия на фоне азота и фосфора на белковую продуктивность посева было недостоверным.

Применение удобрений способствовало уменьшению преимущества северного склона по сбору белка с 1 га. На фоновых вариантах различия составляли 19,8%, при внесении N50, а также комплексных удобрений, этот показатель уменьшался до 10%.

Таблица 4

Влияние рельефа и минеральных удобрений

на сбор сырого протеина с 1 га, кг. Среднее за 2001-2002 гг.

Вариант опыта Экспозиция, часть склона

северная южная

верхняя ерщщяя шшяя верхняя срспняя нижняя

Фон 277,6 359,7 396,4 256,6 274,5 298,3

N1, 435,5 481,3 569,5 387,4 400,6 435,9

524,3 542,3 590,2 473,5 491,5 529,8

N^50 567,7 561,3 604,6 504,3 508,8 569,5

Ы5ор5оК;о 546,2 570,9 583,0 475,0 515,9 540,3

НСРо; экспозиции 323

НСРм части склона 36,1

НСР^ удобрений 45,3

НСРо; частных различий 110,4

При продвижении вниз по склонам обеих экспозиций содержание сырого протеина в урожае зерна ячменя на фоновых вариантах и при подкормке N¡5 равномерно возрастало. С увеличением дозы азота до 50 кг/т различия в сборе белка между верхней и средней частью склонов существенно уменьшались, а на азотно-фосфорнмх вариантах этот показатель был одинаков. Сохранялось только преимущество аккумулятивного микроландшафта. Здесь получены максимальные значения сбора белка: 604,6 кг/га на северном склоне и 569,5 кг/га — на южном. В элювиальном микроландшафте также оптимальным был вариант N5(^0 на обоих склонах. В транзитном микроландшафте сбор белка повышался с включением в состав удобрения калия, однако эта тенденция выражена слабо, различия с вариантами К^Рзо недостоверны.

3.5. Экономическая эффективность возделывания ярового ячменя в склоновом а гро ландшафте

Экономический анализ эффективности возделывания ярового ячменя в склоновом ландшафте выявил, что возделывание ярового ячменя на кормовые цели наиболее рентабельно в целом на северном склоне. В среднем за 2001-2002 гг. здесь получено на 1167 рубУга больше условно чистого дохода, рентабельность производства зерна на 20% выше, а его себестоимость снизилась на 230,4 руб/т. При продвижении опытных делянок вниз по склонам обеих экспозиций существенно возрастает стоимость полученной продукции, чистый доход и норма рентабельности, снижается себестоимость 1 т зерна. На склоне южной экспозиции эта тенденция выражена слабее, чем на северной.

Наибольший экономический эффект дали азотные удобрения. В верхней части склона северной экспозиции внесение N50 в прикорневую подкормку способствовало улучшению экономических показателей по сравнению с N25. В транзитном микроландшафте эффективность этих доз была равноценна. В аккумулятивном микроландшафте лучшие экономические показатели получены при внесении азота в дозе 25 кг/га.

На всех участках склона южной экспозиции больший эффект достигнут на варианте N50- Применение на фоне N50 фосфора и калия способствовало ухудшению всех экономических параметров вследствие низкой эффективности этих удобрений.

Результаты анализа влияния условий рельефа и минеральных удобрений на урожайность ячменя, а также экономической эффективности удобрений, позволили разработать дифференцированный подход к проведению азотной подкормки растений в фазу 2-3 листьев: дозу надо применять в транзитном и аккумулятивном м и кропан дш афтах северного склона, N<0 — на остальных элементах рельефа.

Дифференцированное применение удобрений в склоновом агро-ландшафте не снижает продуктивность посева, способствует повышению условно чистого дохода на 78-403 руб./га, рентабельности на 2,6-7,5%, снижению себестоимости 1 т продукции на 16-68 рубУт (табл. 5).

Таблица 5

Экономическая эффективность дифференциации системы удобрения

ярового ячменя в склоновом агроландшафте. Среднее за 2001-2002 гг.

Доза удобрений в прикорневой подкормке Урожайность, т/га Стоимость продукции, рубУга Й* М ! и Ей Условно ЧИСТЫЙ доход, рубУга Рентабельность, % Себестоимость продукции, рубУг

N2, 3,70 6462 4397 2065 46,7 1214

4,01 7019 4629 2390 51,6 1162

Дифференцированная 4,02 7031 4563 2468 54,2 1146

22

ВЫВОДЫ

1. Влагообеспечекность обыкновенного чернозема на склоне северной экслознцнн несколько выше, чем южного. В начале вегетации ячменя в метровом слое почвы разница в запасе продуктивной влаги составила 6 мм. Преимущество нижней части склона по сравнению с верхней по содержанию влаги на северной экспозиции составляла 14,5 мм, на южном -6 мм. В период выход в трубку-колошение различия во влагообеспечеино-сти почвы на всех элементах рельефа сглаживались.

2. Перед посевом ячменя обеспеченность почвы северного склона нитратным азотом по сравнению с южным была выше на 10% . Различия были обусловлены в основном аккумулятивным микроландшафтом, где они составляли 17 кг/га. Содержание нитратного азота в почве повышалось при снижении высотной отметки: в нижней части по сравнению С при водораздельной на северном склоне на 30 кг/га, на южном - на 20 кг/га. Внесение азотных удобрений в подкормку увеличивало содержание нитратного азота в почве на 13-15 кг/га независимо от рельефа. Различия между фоновыми вариантами на всех элементах рельефа сглаживались к кущению, между ними и вариантами с азотной подкормкой - к полкой спелости.

3. Содержание в почве подвижного фосфора в годы исследований находилось на уровне средней обеспеченности. Преимущество северного склона по этому показателю в целом было несущественным. В аккумулятивных частях рельефа содержание фосфора в течение всей вегетации было выше, чем в элювиальных и транзитных, на 2-4 мг/кг. Преимущество по содержанию Р205 в почве на вариантах с внесением фосфорных удобрений по сравнению с фоновыми сохранялось до конца вегетации, равномерно снижаясь.

4. Обеспеченность почвы обменным калием северного и южного склонов мало зависела от рельефа. Перед посевом ячменя она находилась на уровне 250-260 мг/кг. Подкормка калием также несущественно влияла на содержание обменного калия в почве.

5. На урожайность ярового ячменя существенное влияние оказали различия в обеспеченности почвы влагой и элементами питания на рашич-ных элементах рельефа в начале вегетации. На фоновых вариантах южного склона она в среднем была на 30% меньше, чем на северном, а при продвижении вниз по склону различия увеличивались до 1,04 т/га (41%).

6. Подкормка растений 25 кг/га л.в. азотных удобрений была эффективна на всех частях северного и южного склонов. Повышение дозы аэога до N$o существенно увеличивало урожайность зерна на всех элементах рельефа, за исключением транзитного и аккумулятивного микроландшафтов северного склона. Фосфорные удобрения, вносимые в подкормку, при содержании в пахотном слое почвы свыше 25 мг/кг подвижного фосфора изменений урожайности не вызывали. Максимальная урожайность ячменя на элювиальном и аккумулятивном участках рельефа обоих склонов получена на вариантах с подкормкой NP, на транзитной части склонов - NPK, однако изменения урожайности пол действием фосфорных и калийных удобрений недостоверны. Под влиянием удобрений действие рельефа на урожайность ячменя нивелировалось.

7. Оптимальным уровнем суммы нитратного аэога в слое почвы 0-60 см в фазу 2-3 листьев ячменя и азота, вносимого в подкормку, на северном склоне при влагообеспеченности метрового профиля почвы свыше 100 мм является 150 кг/га, на южном - 170 кг/га. Продуктивность посева ярового ячменя составляла соответственно 5,5 и 5,1 т/га.

8. Зерно ярового ячменя на южном склоке содержало на 0,8% больше сырого протеина, чем на северном, с продвижением вниз по склонам обеих экспозиций белковость увеличивалась в среднем на 0,5%. В наибольшей степени улучшали кормовые достоинства зерна азотные удобрения. Минимальная доза азота увеличивала белковость, зерна на 0,5-0,7%, Njo - на 1,4-1,8%. Фосфор и калий существенного влияния на этот показатель не оказали.

9. Сбор сырого протеина был выше на 14,3% на склоне северной ориентации. Понижение опытных делянок в рельефе в среднем по северному и южному склонам способствовало увеличению сбора протеина с зерном на 66,9 кг/га (15%). Прикорневая подкормка дозой N:i увеличила сбор протеина на 141,2 кг/га (45,5%). Удвоение дозы азота повысила сбор белка с урожаем до 5253 кг/га. Применение на фоне Nso фосфора и калия было неэффективным.

10. Экономическая оценка эффективности возделывания ячменя в склоновом ландшафте показала, что дифференцированный подход к применению удобрений способствует экономии удобрений, повышению условно чистого дохода на 78-403 руб-Zra, рентабельности на 2,6-7,5% по сравнению с удобрением всего ландшафта одной дозой азотных удобрений.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

При возделывании ярового ячменя на кормовые цепи на черноземе обыкновенном с уклоном поля до 2° необходимо на фоне нрипосевного внесения 100 гаУга аммофоса проводить прикорневую азотную подкормку растений в фазу 2-3 листьев дозой 25 кг/га д.в. в транзитной и аккумулятивной частях северного склона и дозой 50 кг/га - в остальных микроландшафтах северного и южного склонов.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Громаков A.A. Зависимость урожайности ярового ячменя и ее пространственного варьирования от агроэкологических условий произрастания // Пути решения экологических проблем в сельском хозяйстве: Сб. материалов молодежной научной конференции, п. Персиановский, 2000. -С. 65-66.

2. Громаков A.A., Агафонов Е.В. Учет агроэкологических условий как разработка ресурсосберегающей технологии возделывания ячменя //

Биосферосовместнмые и средозащитные -технологии при взаимодействии человека с окружающей средой: Сб. материалов VI Международной научной конференции. Пенза, 2001.-С. 102-104.

3. Громаков A.A., Агафонов Е.В. Влияние условий питания в ранние этапы развития на урожайность ярового ячменя // Применение удобрений н средств защиты растений для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур и плодородия почв в Ростовской области; Сб. научных трудов. п. Персиановский, 2002.-С, 56-61

4. Громаков A.A., Колосова А.Г. Влияние рельефа на перераспределение продуктивной влаги и содержания нитратного азота в почвах микроландшафтов на ранних этапах развития растений ярового ячменя // Экологические аспекты агроландшафтов; Сб. материалов молодежной научной конференции, п. Персиановский, 2002.-С. 17-18

5. Громаков A.A., Глазунов АЛ. Зависимость урожайности ярового ячменя от содержания продуктивной влаги и нитратного азота в почве на ранних этапах развития // Экологические аспекты агроландшафтов: Сб. материалов молодежной научной конференции, п. Персиановский, 2002.-С.18-19

6. Громаков A.A., Федюшкнн A.A. Влияние рельефа и удобрений на продуктивность посева ярового ячменя //Экологические аспекты агроландшафтов: Сб. материалов молодежной научной конференции, п. Персиановский, 2002. -С. 20

7. Громаков A.A., Агафонов Е.В. Некоторые агрохимические аспекты плодородия почв различных м икроландшафтов и их влияние на продуктивность агроценоза к эффективность азотных удобрений // Бюллетень ВИУА К» 116. Москва, 2002. -С. 202-205.

8. Агафонов Е.В., Агафонова Л.Н„ Гущин И.И., Громаков A.A. Основные тенденции земледелия в Ростовской области за 1999-2002 гг. // Проблемы плодородия почв на современном этапе развития: Сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции. Пенза, 2002. -С, 67-70.

9. Громаков A.A., Агафонов E.B. Условия питання в ранние этапы развития и урожайность ярового ячменя // Проблемы плодородия почв на современном этапе развития: Сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции. Пенза, 2002. -С. 198-200.

Ю.Агафонов Е.В., Агафонова Л.Н., Громаков A.A., Гущин И.И. Обеспеченность сельскохозяйственных культур в Ростовской области биогенными элементами и пути повышения плодородия почвы // Плодородие.- №5 - 2002 г.-С. 2-6

11. Громаков A.A. Влияние условий питания на продуктивность посева ярового ячменя к эффективность удобрений // Проблемы развития аграрного сектора экономики и пути их решения: Материалы республиканской научно-практической конференции, п. Персиановский, 2003. — С. 181-182.

12. Агафонов Е.В., Громаков A.A. Основные тенденции применения удобрений в Ростовской области и некоторые пути повышения их эффективности // Управление плодородием агроландшафтов юга России: Сб. научных трудов. Ростов-н/Д, 2003. -С. 13-16

13. Громаков A.A., Бушмин ЕЛ. Экологическая оптимизация применения азотных удобрений на ячмене // Экологические аспекты агропромышленного комплекса: Сб. материалов молодежной научной конференции, п. Персиановский, 2003, -С. 70

Громаков Аишн Александрович

ВЛИЯНИЕ РЕЛЬЕФА И УДОБРЕНИЙ НА ПЛОДОРОДИЕ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО И ПРОДУКТИВНОСТ Ь ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ

Автореферат

Подписано в печать 11.03.2004. Формат 60x34 Вумш-а офсетная. Печать офсетная. Печ.л. 1,5. Уч.-щд л. 1.41. Тираж 100 экэ Заказ 347.

Типограф"" ЮР1ТУ (НПИ)

346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещении, J 32 Тел., факс (863-52) 5-53-03 E-mail: l vpo pprh уГ&по voch.ru